Farmasötik Teknoloji

Farmasötik Teknoloji

Anabilim Dalı

Farmasötik Teknoloji II

Bahar Y.Y

Dispers Sistemler

En az iki ayrı maddenin karışmasından

oluşan sistemlere “dispers sistemler” denir. Bu iki maddeden biri, diğeri içinde dağılmış haldedir.

Bu dağılan kısma dispers faz, içinde

dağıldığı ortama dispersiyon ortamı adı verilir.

Dağılan fazın partikül büyüklüğü ve dağılmanın homojen ya da heterejen oluşuna göre dispers

sistemler üçe ayrılır.

 Moleküler Dispersiyonlar (1 nm’den küçük)  Kolloidal Dispersiyonlar (1-500 nm)

Çözeltiler moleküler dispersiyonlar’ dır.

Uygun bir çözücü içerisinde bir ya da birden fazla maddenin çözündüğü veya moleküler düzeyde disperse olduğu tektür sıvı preparatlara ÇÖZELTİ denir.

Homojen (tektür) karışım;

Birbiri ile her tarafta aynı oranda

karışmış yada çözünmüş yada dağılmış iki yada daha çok maddenin bir aradaki durumudur.

Kolloidal ve Kaba Dispersiyonlar;

homojen görünümlü heterojen

Dispers sistemler çok fazlıdır.

Çok fazlı sistemler; Birden fazla faz içeren sistemlere denir.

Örneğin; 2 faz içeren sistem “2 fazlı sistem”, 3 faz içeren sistem “3 fazlı sistem” adını alır.

FAZ, Bir sistemin homojen (tektür) bir parçası olan ve sistemin diğer

parçalarından kesin bir sınırla ayrılmış olan bölüme denir.

Örneğin: Su, üzerindeki su buharı ile beraber iki fazdan oluşan bir sistemdir.

Homojen olarak dizilmiş atomlar kararlı denge halinde belirli bir faz meydana getirirler.

Ancak sıcaklık, basınç ve bileşenin konst. gibi koşullar

değişirse; enerji içeriği değişir, denge bozulur, atomlar daha düşük enerji gerektiren başka denge konumlarına geçerek değişik biçimde dizilir ve sonuçta yeni bir faz oluşur.

Fazların oluşum ve dönüşümünde ana etken enerji içeriğidir; buda sıcaklık, basınç ve bileşime göre değişir.

Belli bir maddenin katı, sıvı, gaz durumunu,

veya birkaç maddeden oluşan bir

karışımın fiziksel görünümünün değişimini sıcaklık, basınç veya karışımı oluşturan

bileşenlerin oranları olarak gösteren grafiklere faz diyagramı denir.

 Faz Diyagramı: Bir sistemin, herhangi

bir koşul altında (basınç, sıcaklık,

bilesim), termodinamik olarak dengede hangi fazlardan oluştuğunu bulmamıza yarayan haritadır.

Fazlar arasındaki denge incelenirken,

J.W.Gibbs tarafından önerilen eşitlik kullanılır.

Gibbs’in faz kuralı; farklı fazların bir denge halinde beraberce mevcut

olabildiği çok bileşenli sistemleri

tanımlamak için gerekli olan bağımsız değişken sayısını verir.

F = C-P+2

F =Sistemin serbestlik derecesi

(değişken sayısı)

C= Sistemin bileşen sayısı

(komponent sayısı)

Bileşen: Dengede bulunan bir

sistemin bileşiminde kimyasal formül veya denklem şeklinde gösterilebilen kimyaca bağımsız maddelerin sayısıdır.

Örnek:

Serbestlik derecesi: Sistemin

tanımlanması için gerekli olan değişken sayısıdır. Bu değişkenler sıcaklık,

basınç, konsantrasyon, kırılma indisi ve viskozite gibi özelliklerdir.

Örnek: Elimizdeki su buharından oluşan bir sistemi tam olarak

tanımlayabilmek için sıcaklığın yanı sıra ya hacim, ya basınç, yada başka bir

özelliğin bilinmesi gerekir. Sistemin 2 serbestlik derecesi vardır.

Sistem Faz Bileşen Serbestlik

derecesi Yorum

Su buharı 1 1 F=1-1+2=2 Sistemin tek fazlılığını koruyabilmesi için en az iki değişkenin sabit tutulması gerekir.

Sıcaklık ve basınç gibi

Su

buharı+su 2 1 F=1-2+2=1

Sistemin iki fazlılığını koruyabilmesi için en az bir değişkenin sabit tutulması

gerekir. Sıcaklık veya basınç gibi

Su+Su

buharı+Buz 3 1 F=1-3+2=0

Sistemin üç fazı aynı anda

bulundurabilmesi için koşulların hiçbirinin değiştirilmemesi gerekir.

Örneğin; su ve alkol karışımını ele alırsak, ikisinin sıvı ve gaz hallerinin

bulunduğu karışımlarında, bileşen sayısı(C) iki (alkol ve su) , faz sayısı(P) iki ( sıvı ve gaz) olacağı için,

F=C-P+2 eşitliğinde yerine koyarsak; F= 2-2+2 =2 buluruz.

Bu, gaz ve sıvılarından oluşan alkol-su karışımı sistemini tanımlamak için, en az iki tane kütleden bağımsız değişken bilmemiz gerektiğini göstermektedir. Mesela, kütleden bağımsız değişkenler olan sıcaklık ve basıncı bilirsek, bu sistemin diğer özelliklerini de tespit edebiliriz.

Örnek:

Su (H₂O)+ Su buharı (H₂O)+ Etil alkol (C₂H₅OH)

1.Faz: Su ve Etil alkol (tamamen karışır) 2.Faz: Su buharı

Bileşen sayısı: 2 (su ve etil alkol)

F= 2-2+2= 2

Sistemler bileşen sayısına göre;

** Bir bileşenli sistemler ** İki bileşenli sistemler ** Üç bileşenli sistemler

Bir Bileşenli Sistemler

F: 1

F: 2

Farmasötik Teknoloji

Açısından

 1 atm Basınçda, sistemlerde buhar fazının

olmadığı kabul edilmektedir. Buna bağlı

olarak tek faz ve tek bileşenden oluşan bir sistem için serbestlik derecesi (F) 2 yerine 1 (sıcaklık)

 İki bileşen ve tek fazlı bir sistemde F değeri

3 yerine 2 (sıcaklık ve konst) olarak alınır.

İki Bileşenli Sistemler

Bazı sıvı maddeler her oranda birbirleri ile karışmalarına rağmen bazılarını

karıştırmak pratik olarak mümkün değildir. Sıvı maddelerin çoğu bu iki durum arasındadır ve değişik oranları kullanılarak homojen karışımları elde edilebilir. Bu oranların saptanması için faz diyagramlarından yaralanılır.

İki Bileşenli Sistemler

1-Sıvı-Sıvı faz içeren iki bileşenli sistemler a-Tamamen karışma

b-Kısmen Karışma c-Hiç karışmama

Sıvı-Sıvı faz içeren iki

bileşenli sistemler

Sıvı-Sıvı faz içeren iki

bileşenli sistemler

B-Kısmen Karışma

Örnek: Fenolün su ile karışımı, bu karışım TF 1974, BP ve USP’ e kayıtlı bir preparat tır. Belli oranda su-fenol karıştırılınca iki sıvı tabakası oluşur ve her tabaka diğer tabakadaki sıvıyı

çözünmüş olarak içerir. Kısmen karışabilen sıvıların çözünürlüğü sıcaklığa bağlıdır.

F = C-P+2

F =Sistemin serbestlik derecesi (değişken sayısı)

C= Sistemin bileşen sayısı (komponent sayısı)

P= Sistemin faz sayısı Tek fazlı bir sistem için: F= 2-1+2

Sıvı-Sıvı faz içeren iki

bileşenli sistemler

C-Hiç karışmama

Örnek: Su-benzen Su-civa

Sıvı-Katı faz içeren iki bileşeni sistemler:

Burada birbiriyle sıvı haldeyken tamamen karıştığı halde katı

haldeyken birbiriyle hiç karışmayan iki bileşenli sıvı-katı karışımlardan

Sıvı-Katı faz içeren iki

bileşeni sistemler:

Timol-salol ve kafur-salol bu sistemlere örnek olarak verilebilir.

% 60 timol ve % 40 salol içeren karışım (50 o_C)

% 56 salol ve % 44 kafur (6 o_C)

karışımları ötektik karışım oluşturan sistemlerdir.

Üç Bileşenli Sistemler

Farmasötik teknolojide üç sıvı bileşenden oluşan sistemler çok kullanılmaktadır.

Emülsiyonlar ve parfüm/su/alkol sistemi

örnek olarak verilebilir. Bunlar üç bileşenden oluşmalarına rağmen tek bir fazdan oluşan homojen görünümlü olarak hazırlanabilirler. Bu durum bileşenlerin birbiri içinde kısmen veya tümüyle çözünüp çözünmemesine

A:Su B:Alkol C:Benzen

Faz Kuralının ve Faz

Diyagramlarının Farmasötik Sistemlere Uygulanışı

**İki ve üç bileşenli sistemlerin kısmen veya tamamen çözündüğü konsantrasyonun

bulunmasında,

**Mikrokapsül, nanokapsül ve emülsiyon tipi sistemlerin formülasyonlarının

hazırlanmasında,

**Stabilite çalışmalarında,

Dispers Sistemler

Dispers sistemlerde, birbiri ile

karışmayan iki maddeden biri diğeri

içersinde dağılmış haldedir. Bu dağılan kısma dispers faz, içinde dağıldığı

ortama dispersiyon ortamı adı verilir.

Dağılan faz iç fazı, dispersiyon ortamı ise dış fazı oluşturur.

Dispers Sistemlerin

Sınıflandırılması

1-Dispers sistemde bulunan iki fazın gaz, sıvı veya katı oluşuna göre

sınıflandırılabilirler.

2-Dispers sistemde dispers fazın partikül büyüklüğüne göre sınıflandırılabilirler. 3-Dispers sistemlerde dispers faz ile

dispersiyon ortamı arasındaki ilgi ve etkileşmeye göre sınıflandırılabilirler.

Dispers faz/ Dispersiyon ortamı Tipi Gaz/Gaz Sıvı/ Gaz Katı/Gaz Gaz/Sıvı Sıvı/Sıvı Katı/Sıvı Gaz/Katı Sıvı/Katı Katı/Katı -Sıvı aerosol Katı aerosol Köpük Emülsiyon Süspansiyon Katı köpük Katı emülsiyon Katı süspansiyon

Dispers sistemlerde dispers faz ile dispersiyon ortamı arasındaki ilgi ve etkileşmeye göre

sınıflandırma

1-Liyofilik kolloidler

2-Liyofobik kolloidler

Liyofilik kolloidler

Bu tip kolloidlerde, dispers faz ile dispersiyon ortamı arasında etkileşme ve ilgi büyüktür.

Bu yüzden kolloidal dağılımlar veya soller kolayca oluşurlar.

Liyofilik kolloidler termodinamik açıdan dayanıklı ve geri dönüşümlüdür.

Dispersiyon ortamı dispers fazdan ayrıldığında kolayca eski haline gelebilir.

Dispersiyon ortamının viskozitesi dispers faza bağlı olarak artar.

Liyofilik kolloidler

Eğer dispersiyon ortamı su ise bu sistemlere hidrofilik kolloid ya da

hidrosol denir.

Liyofilik koloidlerin çoğu organik moleküllerdir.

Liyofilik kolloidler

Jelatin, arap zamkı, insülin, albumin, sulu dispersiyon ortamında liyofilik

kolloidleri oluştururlar. Bunlara

hidrofilik soller de denir.

Kauçuk, polistren organik çözücülerde liyofilik kolloidleri oluştururlar. Bunlara

Liyofobik kolloidler

Dispers faz ile dispersiyon ortamı arasında etkileşme çok azdır veya hiç yoktur.

Termodinamik olarak dayanıklı değildirler. Fazlar ayrıldığında yeniden eski hallerine dönmeleri zordur.

Dispers fazın konsatrasyonu artıkça, ortamın viskozitesi artmaz. Dispers faz inorganik bileşiklerden oluşur. Örneğin kükürt, gümüş klorür ve altın gibi

Liyofilik kolloidlerin aksine hazırlanmaları oldukça güçtür, özel hazırlama teknikleri gerektirmektedir.

Liyofobik kolloidler

1-Dispersiyon yöntemi:

Kaba boyuttaki partiküllerin yada agregatların

değişik tekniklerle küçültülmesi işlemidir (mekanik parçalama, ultrasonik jeneratörler, peptizasyon). 2-Kondensasyon yöntemi:

Küçük partiküllerin (moleküler dağılımların) kolloidal büyüklüğe getirilme işlemidir (süpersatürasyon,

Liyofobik kolloidler

• Kolloidal gümüş: Yapısında %70 gümüş,

%30 albumin içerir. Suda kolloidal halde erir. Piyasada Collargan adı ile bilinir.

• Gümüş Proteinat: %8 gümüş içerir. Suda

kolay erir. Piyasada Protargol adı ile bilinir. Bakterisit etkilidir.

* Gümüş Vitellinat: %20 gümüş içerir. Suda çok erir. Antiseptik olarak kullanılır.

Liyofobik kolloidler

* Altın radyoaktif çözeltisi:

Steril, pirojensiz parenteral olarak kanser tedavisinde kull

* Altın kollaidal çözeltisi:

Asosiasyon (Amfifilik) kolloidleri:

Dispers faz organik moleküllerin agregatları şeklindedir.

Aynı molekülde zıt elektrik yükleri

taşırlar. Hem hidrofilik hemde hidrofobik gruplar içermektedirler.

Asosiasyon (Amfifilik) kolloidleri:

Bu kolloidlerde, dispers faz partikülleri çok küçük olup, sulu ve yağlı çözeltilerde çok düşük

konsantrasyonlarda, düşük sıcaklıklarda moleküller arasında gruplaşır ya da agregatlar oluştururlar.

Bu büyük agregatlara misel adı verilir. Ancak belirli bir konsantrasyonda moleküller bir araya gelip

misel yapabilirler. Bu konsantrasyona kritik misel konsantrasyonu denir.

 Misel oluşturan amfifilik kolloidlerin

çözünürlükleri krafft noktası olarak bilinen belli bir sıcaklığın üzerinde artar.

 Krafft sıcaklığının altında amfifilik

kolloidlerin çözünürlüğü misellerin oluşması için yetersizdir.

 Sıcaklık artırıldığında çözünürlük; krafft

sıcaklığında, kritik misel konsantrasyonuna ulaşıncaya kadar yavaşça artar.